杨凡 马艳飞 陈石人

摘 要：目前，响应国家节能减排的国家战略，电动汽车飞速发展，但是电池包能量密度远低于汽油，新能源车的续航里程普遍较燃油车偏低，故续航里程是新能源开发中的一个难题。在续航里程测试过程中，道路滑行曲线是最大的影响因素。目前新能源电动汽车正在实施的标准是GB T 18386-2017《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》，该标准使用滑行法和查表法进行测試，滑行法和查表法得到的整车阻力存在较大的差异，故对于续航里程也有较大差异。文章利用试验的方法对比滑行和查表法的续航里程，找到两种整车阻力续航方法的续航差异，指导整车续航里程开发。

关键词：滑行曲线;查表法;滑行法;能量消耗率

中图分类号：U467  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）09-182-07

The Effect Of Coast Method And Look-up Table Method On Mileage

Yang Fan， Ma Yanfei， Chen Shiren

（WM Motor Technology Group Company Limited， Sichuan Chengdu 610100）

Abstract： At present， in response to the national strategy of energy conservation and emission reduction， electric vehicles are developing rapidly， but the energy density of battery pack is far lower than that of gasoline， and the mileage of new energy vehicles is generally lower than that of fuel vehicles， so the mileage is a difficult problem in the development of new energy. In the course of mileage test， coast curve is the most important factor. At present， the standard that new energy electric vehicles are according to《GB T 18386-2017 test method for energy consumption rate and driving range of electric vehicles》. This standard uses the coast method and the look-up table method to test. The resistance of the whole vehicle obtained by the coast method and the look-up table method is quite different， so the driving range is also quite different. The test method is used to compare the endurance mileage of taxiing and table checking method， find the difference between the two vehicle resistance methods， and guide th development of vehicle mileage.

Keywords： Coast Down Cruve; Look-up Table Method; Coast Method; Energy Consumption Rate

CLC NO.： U467  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）09-182-07

前言汽车在不同环境条件的道路上行驶，根据道路行驶状况评定汽车的技术性能是最符合实际、最可靠、最基本的评定方法。但是道路试验受到道路条件、风速、风向和环境条件等影响，这些因素可控性差，还需要按规定条件选用和建造专门的道路，使得人力、物力消耗比较大，且不安全。底盘测功机能模拟汽车在道路上的行驶状况，可以借助辅助设备测汽车的动力性、燃油经济性、汽车排放污染物等，克服了道路试验的一些缺点。底盘测功机的阻力设定对汽车的动力性、燃油经济性、汽车排放污染物等会造成重大影响，而实际影响因素是汽车在转鼓上行使的总阻力。本文从查表法和拟合滑行法人手，探讨量惯量的变化对汽车在转鼓上行驶的总阻力、转鼓设定阻力的影响。

目前在中国电动汽车续航里程开发和公告过程中，存在两种整车阻力测试方法：道路滑行法和查表法。滑行法较接近真实的整车阻力，而查表大部分企业有试验场条件的情况都会使用道路滑行法测试整车阻力。但是GB T 18386- 2017《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》允许滑行法和查表法进行测试续航里程。在许多研究机构在测试NEDC工况中，都允许使用查表法，在等速续航过程中推荐使用查表法。故两种整车阻力测试方法都是合理，对比两种阻力测试方法对于续航里程的影响具有很实际的现实意义。

1 试验车辆

针对一款新能源汽车，车辆信息如下表1所示。车型4×2前横置前驱、五门五座SUV，承载式车身结构、匹配单级减速器。

2 滑行曲线

2.1 查表法

通过查表法《GB 18352.5-2013 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》表C.1，基准质量为1930kg。

2.2 滑行法

2.2.1 参考标准

GB/T 12534-1990 汽车道路试验方法通则

GB/T 12536-2017汽车滑行试验方法

GB 18352.5-2013 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）

ETA-HTP01 2008 Implementation of SAE Standard J2263 “Road Load Measurement Using Onboard Anemometry and Coast-down Techniques

SAE J1263 Road Load Measurement And Dynamometer Simulation Using Coast-down Techniques

SAE J2263 Road Load Measurement Using Onboard Anemometry and Coast-down Techniques

2.2.2 試验条件

2.2.2.1 环境条件

试验大气温度为24.8℃;大气压力为95.3kPa;高于路面0.7m处的平行风速0.8m/s，阵风风速小于5m/s;相对湿度73.1%。

2.2.2.2 道路条件

路面坚硬、平直、干净、干燥、具有良好的附着系数。测量区的坡度为0%，加速区的纵向坡度不超过4%。

为了减少路面坡度、风速、风向的影响，试验在试验跑道的两个方向上进行。

2.2.2.3 车辆条件

车辆在试验前进行必要的里程累积与例行保养;

整车道路试验测试系统及其他必须设备的安装不得妨碍车辆操作或改变车辆运行特征;

车上的照明、信号装置以及辅助设备关闭，除非试验场和车辆运行对这些装置有要求;

试验车辆应保持清洁，试验时试验车辆窗户必须关闭;

试验前检测前/后胎压2.4Bar。

2.2.3 试验矩阵

2.2.3.1 速度区间

试验车辆从120km/h空档滑行至停车，根据试验跑道的滑行测量区长度，将试验车辆空载的速度区间分为4段滑行。表4速度区间划分。

2.3 车辆载荷

试验车辆整备质量为1830kg，滑行试验质量为1930kg（整备质量+100kg），在道路进行滑行试验。

2.4 试验方法

根据表4划分的速度区间，进行空档道路滑行试验，同等载荷条件下正反方向各进行一次滑行，记为1组试验，每个速度区间连续完成3组及以上有效试验。

2.5 数据处理和筛选

以样车125-115km/h速度区间的数据为例来说明数据处理方法以及数据接受条件校验方法。

首先，求得每次试验对应速度区间（125-115km/h）的滑行时间，并进行升序排列。

按照滑行时间长短将两次试验合并为一组，方法是滑行时间最长和最短的合并，次长和次短合并，以此类推，形成新的序列，并求取每组的平均滑行时间。

根据表6中各组平均滑行时间，选取最为接近的三组及以上数据，计算标准偏差（s）和统计准确度（p）如表6所示：

标准偏差（s）和统计准确度（p）的计算方法如下：

（1）取各组试验的平均滑行时间Ti，计算平均值：

（2）计算标准偏差：

（3）计算统计准确度：

上述三个等式中：

t：表7给定的系数

s：标准偏差

n：试验组数

表7统计准确度查询表：

计算结果表明，选取的10组试验统计准确度（p%）不超过2%，符合要求。同理，可以得到其余10个速度区间对应的试验数据筛选及数据接受条件校验结果。

筛选出符合要求的试验数据后，对应每组数据都有相应的时间-车速数列，求导可得相应的车速-车辆减速度数列，车辆减速度与惯量之积，即为车辆的滑行阻力，车速和对应的滑行阻力会组成新的数列。对每个速度区间的几组数据的滑行阻力求取均值并将四个速度区间进行连接，即形成最终连续的车速120-10km/h的滑行阻力数据。表9速度区间120- 10km/h滑行阻力数据。

2.6 滑行阻力测试结果

通过二次函数拟合得到的试验数据，即可求得车辆空载道路滑行阻力与车速的变化关系及系数A、B、C。

车辆道路滑行阻力与车速的变化关系为：

F = 0.0394v²-0.1816v +99.267

其中：

F为车辆道路滑行阻力，单位N;

v为车速，单位km/h。

系数A、B、C分别为：

A=99.267;

B=-0.1816;

C=0.0394。

2.7 小结

试验报告对车辆滑行阻力试验数据的处理方法以及数据接受条件校验方法进行了介绍，筛选出了符合要求的试验数据。

对试验数据进行了二次曲线拟合，得到了车辆空载道路滑行阻力与车速的变化关系式系数A、B、C分别为：A= 99.267;B=-0.1816;C=0.0394。

试验根据《GB 18352.5-2013 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》附件CH规定方法进行修正，修正得到车辆空载道路滑行阻力与车速的变化关系式系数A、B、C分别为：A=103.72;B=-0.2160;C=0.0419。

2.8 滑行法和查表法曲线对比

对比滑行法和查表法曲线对应阻力的大小。

通过上图对比发现滑行法曲线在低速（0-70km/h）整车阻力比查表法大。在高速（70-120km/h）滑行法阻力比查表法阻力小。故无法从滑行阻力直接预测整车续航的长短。

3 试验结果的分析

3.1 滑行法和查表法续航对比

3.1.1 扭矩和电池包输出功率对比

红色信号是查表法续航试验数据、绿色信号是道路滑行法续航试验数据。对比城市工况和市郊工况的扭矩输出和回收。

通过数据对比发现：

（1）城市工况（UDC）查表法续航试验输出的扭矩小于滑行法续航试验输出扭矩。

是因为在城市工况下（即车速小于60kph），滑行法的整车阻力大于查表法，滑行法车辆需要克服的阻力大于查表法;

（2）市郊工况（EUDC）查表法续航试验输出的扭矩大于滑行法续航试验输出扭矩。

是因为在城市工况下（即车速大于60kph），滑行法的整车阻力小于查表法，滑行法车辆需要克服的阻力小于查表法;

（3）滑行法和查表法整车续航试验过程中回收扭矩相差不大。

红色信号是查表法续航试验数据、绿色信号是道路滑行法续航试验数据。对比城市工况和市郊工况的功率输出和回收。

（1）城市工况（UDC）查表法续航试验输出的功率小于滑行法续航试验输出功率。

是因为在城市工况下（即车速小于60kph），滑行法的整车阻力大于查表法，滑行法车辆需要克服的功率大于查表法。

（2）市郊工况（EUDC）查表法续航试验输出的功率大于滑行法续航试验输出功率。

是因为在城市工况下（即车速大于60kph），滑行法的整车阻力小于查表法，滑行法车辆需要克服的功率小于查表法。

（3）滑行法和查表法整车续航试验过程中回收功率相差不大。

红色信号是查表法续航试验数据、绿色信号是道路滑行法续航试验数据。对比城市工况和市郊工况的正向输出能量E。

式中：

Cur——电池包输出电流，A

Vol——电池包电压，V

注：abs为绝对值公式。

（1）城市工况（UDC）查表法续航试验正向输出能量为0.1653kWh，滑行法续航试验正向输出能量为0.1710kWh。每个城市工况查表法正向输出的能量比滑行法正向输出能量少0.0057kWh。每个NEDC循环有4个城市工况正向输出能量少0.0057*4=0.0228kWh。

（2）市郊工况（EUDC）滑行法续航试验正向输出能量为1.143kWh，查表法续航试验正向输出能量为1.225kWh。每个市郊工况查表法正向输出的能量比滑行法正向输出能量多0.082kWh。

（3）每个NEDC包含4个城市工况、1个市郊工况。查表法正向输出的能量比滑行法正向输出能量多0.0592kWh。

红色信号是查表法续航试验数据、绿色信号是道路滑行法续航试验数据。对比城市工况和市郊工况的负向回收能量Ere。

式中：

Cur——电池包输出电流，A

Vol——电池包电压，V

注：abs为绝对值公式。

（1）城市工况（UDC）查表法续航试验负向回收能量为0.06315kWh，滑行法续航试验负向回收能量为0.05889 kWh。每个城市工况查表法负向回收的能量比滑行法负向回收能量少0.00574kWh。每个NEDC循环有4个城市工况负向回收能量少0.00574*4=0.02296kWh。

（2）市郊工况（EUDC）滑行法续航试验负向回收能量为0.2607kWh，查表法续航试验负向回收能量为0.2424kWh。每个市郊工况查表法负向回收的能量比滑行法负向回收能量多0.0183kWh。

（3）每个NEDC包含4个城市工况、1个市郊工况。查表法正向输出的能量比滑行法正向输出能量少0.00466kWh。每个循环回收能量相差不大。

（4）每个NEDC循环电池包查表法输出能量比滑行法多（0.00466+0.0592）=0.05454kWh。

滑行法续航里程346.9km，查表法续航里程339.4km。滑行法比查表法里程多7.5km。

4 結束语

通过NEDC续航过程中的扭矩、功率、输出能量、回收能量等信息对比，可以得出以下结论支持续航开发：

（1）在NEDC过程中低速UDC工况，查表法续航里程能耗较低。

（2）在NEDC过程中高速EUDC工况，滑行法续航里程能耗较低。

（3）在滑行法和查表法续航过程中电机回收能量相差不大。

（4）通过查表法和滑行法整车阻力，低速（0-70km/h）下查表法整车阻力小于滑行

法整车整车阻力。

（5）通过查表法和滑行法整车阻力，高速（70-120km/h）下查表法整车阻力大于滑 行法整车整车阻力。

（6）WLTC平均车速是46.5km/h、NEDC平均车速是33.6km/h、CLTC平均车速是32.87km/h。查表法特点是整车平均车速较低则能耗低于滑行法能耗。那么查表法并不适合于WLTC、CLTC、NEDC工况。90km/h等速、120km/h等速、WLTC、CLTC、NEDC在查表法续航电耗较高。60km/h等速续航使用查表法电耗较低。

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